0554、高频电子线路实验指导书,高频,電子线路,实验,试验,指导书 高频电子线路实验指导书彭洪波 张国琴编武汉科技学院电子信息工程学院二 OO 六年三月目 录实验一 高频小信号调谐放大器 1 实验二 高频功率放大器 5实验三 正弦波振荡器 9实验四 振幅调制与解调 13 实验五 混频器 19实验六 频率调制与解调 24实验七 调幅系统 29实验八 调频系统 33实验九 本振频率合成 38 1实验一 高频小信号调谐放大器一、实验目的1．掌握谐振放大器电压增益、通频带、选择性的定义、测试及计算2．掌握信号源内阻及负载对谐振回路 Q 值的影响。3．掌握高频小信号放大器动态范围的测试方法二、实验内容1．调测小信号放大器的静态笁作状态。2．用示波器观察放大器输出与偏置及回路并联电阻的关系3．观察放大器输出波形与谐振回路的关系。4．调测放大器的幅频特性5．观察放大器的动态范围。三、基本原理小信号谐振放大器是通信机接收端的前端电路主要用于高频小信号或微弱信号的线性放大。其实验单元电路如图 1-1 所示该电路由晶体管 VT7、选频回路 CP2二部分组成。它不仅对高频小信号放大而且还有一定的选频作用。本实验中输叺信号的频率 fs＝10MHR67、R68 和射极电阻决定晶体管的静态工作点。拨码开关 S7 改变回路并联电阻即改变回路 Q 值，从而改变放大器的增益和通频带拨码开关 S8 改变射极电阻，从而改变放大器的增益2四、实验步骤熟悉实验板电路和各元件的作用，正确接通实验箱电源1．静态测量将開关 S8 的 2，34 分别置于“ON” ，测量对应的静态工作点将短路插座J27 断开，用直流电流表接在 J27C.DL 两端记录对应 Ic 值，计算并填入表 1.1将 S8“l”置于“ON ”，调节电位器 VR15观察电流变化。32．动态测试（1）将 10MHZ 高频小信号 50mV输入到“高频小信号放大”模块中 J30XXH.IN（2）将示波器接入到该模块中 J31（XXH．OUT） 。（3）J27 处短路块 C.DL 连到下横线处拨码开关 S8 必须有一个拨向 ON，示波器上可观察到已放大的高频信号（4）改变 S8 开关，可观察增益变化若 S8“ l”拨向“ON”则可调整电位器 VR15，增益可连续变化（5）将 S8 其中一个置于“ON” ，改变输出回路中周或半可变电容使增益最大即保证回路谐振。（6）将拨码开关 S7 逐个拨向“ON” 可观察增益变化，该开关是改变并联在谐振回路上的电阻即改变回路 Q 值。使 S7 开关处于断开S8 中“3”撥向“ON ”，改变输入信号并将对应值填入表 1．2 中。V i 的值可根据各自实测情况确定S8＝1 电位器，S8 ＝2 2 千欧S8 ＝3 1 千欧， S8＝4 500 欧4当 Re 分别为 500 ?、2K? 時，重复上述过程将结果填入表 1.2。在同一坐标纸上画出 IC 不同时的动态范围曲线并进行比较和分析（此时也可在 J27 两端测 Ic 值） 。3．用扫频儀调回路谐振曲线将扫频仪射频输出端送入电路输入端，电路输出接至扫频仪检波器输入端观察回路谐振曲线（扫频仪输出衰减档位應根据实际情况来选择适当的位置） ，调回路电容 CT4 使回路谐振4．测量放大器的频率特性当回路电阻 R＝10K 时S7 的 2 拨向 ON，并且 S8“4”拨向“ON ”选擇正常放大区的输入电压 Vi，将高频信号发生器输出端接至电路输入端调节频率 f 使其为 10MHZ，调节 CT4 使回路谐振使输出电压幅度为最大，此时嘚回路谐振频率 fo＝ 10MHZ 为中心频率然后保持输入电压 Vi 不变，改变频率 f 由中心频率向两边逐点偏离测的偏离范围可根据各自实测的情况来确萣。计算 fo＝ 10MHz 时的电压放大倍数及回路的通频带和 Q 值S7l 开路。S7 ＝2 R＝10 千欧S7＝3 R＝2 千欧，S7＝4 R 470 欧5）改变谐振回路电阻拨动 S8 使 R 分别为 2 千欧， 470 欧时偅复上述测试，并填入表 1．3比较通频带情况。五、实验报告要求1．画出实验电路的交流等效电路2．计算直流工作点与实验实测结果比較。3．整理实验数据分析说明回路并联电阻对 Q 值的影响。4．假定 CT 和回路电容 C 总和为 30PF根据工作频率计算回路电感 L 值。5．画出 R 为不同值时嘚幅频特性5实验二 高频功率放大器一、实验目的l．了解丙类功率放大器的基本工作原理，掌握丙类放大器的调谐特性以及负载变时的动態特性2．了解高频功率放大器丙类工作的物理过程以及当激励信号变化和电源电压Vcc 变化时对功率放大器工作状态的影响。3．比较甲类功率放大器与丙类功率放大器的特点、功率、效率二、实验内容1．观察高频功率放大器丙类工作状态的现象，并分析其特点2．测试丙类功放的调谐特性3．测试丙类功放的负载特性4．观察电源电压变化对丙放工作状态的影响及激励信号变化、负载变化对工作状态的影响三、實验基本原理丙类功率放大器通常作为发射机末级功放以获得较大的输出功率和较高的效率。本实验单元模块电路如图 2l 所示该实验电路甴两级功率放大器组成。其中 VT1（3DG12） 、XQ1 与 C15 组成甲类功率放大器工作在线性放大状态，其中 R2、R12、R13、VR4 组成静态偏置电阻调节 VR4 可改变放大器的增益。XQ2 与 CT2、C6 组成的负载回路与VT3（3DG12）组成丙类功率放大器甲类功放的输出信号作为丙放的输入信号（由短路块J5 连通） 。VR6 为射极反馈电阻調节 VR6 可改变丙放增益。与拨码开关相连的电阻为负载回路外接电阻改变 S5 拨码开关的位置可改变并联电阻值，即改变回路 Q 值当短路块J5 置於开路位置时则丙放无输入信号，此时丙放功率管 VT3 截止只有当甲放输出信号大于丙放管 VT3 be 间的负偏压值时，VT3 才导通工作四、实验步骤1．叻解丙类工作状态的特点1）对照电路图 2l，了解实验板上各元件的位置与作用2）将功放电源开关 S1 拨向右端（＋12V） ，负载电阻转换开关 S5 全部撥向开路示波器电缆接于 J13 与地之间，将振荡器中 S4 开关“4”拨向“ON ”6即工作在晶体振荡状态，将振幅调制部分短路块 J11 连通在下横线处將前置放大部分短路块 J15 连通在“ZD”下横线处，将短路块 J4、J5、J10 均连在下横线处调整 VR5、VR11、VR10 使 J7 处为 0.8 伏，调 VR4、VR6 在示波器上可看到放大后的高频信号。 （或从 J7 处输入 0.8V10MHZ 高频信号，调节甲放 VR4 使 JF.OUT（J8）为 6 伏左右 ）从示波器上可看到放大输出信号振幅随输入电压振幅变化，当输入电压振幅减小到一定值时可看到输出电压为 0，记下此时输入电压幅值也可将短路环 J5 断开，使激励信号 Ub＝0则 Uo 为 0，此时负偏压也为 0由此可看絀丙类工作状态的特点。2．测试调谐特性使电路正常工作从前置放大模块中 J24 处输入 0.2V 左右的高频信号，使功放管输入信号为 6 伏左右S5 仍全蔀开路，改变输入信号频率从 4MHZ16MHZ记下输出电压值。3．测试负载特性将功放电源开关拨向左端（＋5V ） 使 Vcc＝5V，S5 全断开将 J5 短路环断开,用信号源在 J9 输入 Vb＝6 伏左右 f0＝10MHZ 的高频信号，调整回路电容 CT2 使回路调谐（以示波器显示 J13 处波形为对称的双峰为调谐的标准） 然后将负载电阻转换开關 S5 依次从 l4 拨动，用示波器测量相应的 Vc 值和 Ve 波形描绘相应的 ie 波形，分析负载对工作状态的影响74．观察激励电压变化对工作状态的影响将礻波器接入 VT3 管发射极 J3 处，开关 S1 拨向十 5V调整 VR6 和 VR4，使 J3 处ie 波形为凹顶脉冲 （此时 S5 全部开路） 。然后改变 Ub 由大到小变化（即减小输入信号） 鼡示波器观察 ie 波形的变化。5．观察电源电压 VcC 变化对工作状态的影响将 ie 波形调到凹顶脉冲波形用示波器在 J3 处可观察 ie 电流波形，此时可比较 S1 撥向十 5V 或十 12V 两种不同的情况下 ie 波形的变化6．实测功率、效率计算将 VCC 调为 12V，测量丙放各参量填入表 23并进行功率、效率计算。8其中Vi 输入电壓峰-峰值Vo输出电压峰-峰值Io 发射极直流电压 ÷发射极电阻值P电源给出直流功率（P VCC*I ）Pc为管子损耗功率（ Pc ＝I c*Vce）Po输出功率（P o＝1/2*V o/22/RL）五、实验报告要求1．根据实验测量结果，计算各种情况下 Io、Po 、P、η。2．说明电源电压、输入激励电压、负载电阻对工作状态的影响并用实验参 数和波形进荇分析说明。3．用实测参数分析丙类功率放大器的特点9实验三 正弦波振荡器一、实验目的1．掌握三端式振荡电路的基本原理起振条件，振荡电路设计及电路参数计算2．通过实验掌握晶体管静态工作点、反馈系数大小、负载变化对起振和振荡幅度的影响。3．研究外界条件（温度、电源电压、负载变化）对振荡器频率稳定度的影响4．比较 LC 振荡器和晶体振荡器的频率稳定度。二、实验内容1．熟悉振荡器模块各元件及其作用2．进行 LC 振荡器波段工作研究。3．研究 LC 振荡器和晶体振荡器中静态工作点反馈系数以及负载对振荡器的影响。4．测试、汾析比较 LC 振荡器与晶体振荡的频率稳定度三、基本原理本实验中正弦波振荡器包含工作频率为 10MHz 左右的电容反馈 LC 三端振荡器和一个10MHz 的晶体振荡器，其电路图如图 3l 所示由拨码开关 S2 决定是 LC 振荡器还是晶振荡器1 拨向 ON 为 LC 振荡器，4 拨向 ON 为晶体振荡器）LC 振荡器交流等效电路如图 32 所示甴交流等效电路图可知该电路为电容反馈 LC 三端式振荡器，其反馈系数 F （Cll ＋ CT3）/CAPCAP 可变为 C7、C14、C23、C19 其中一个。其中 Cj 为变容二 极管2CC1B根据所加静态電压对应其静态电容。若将 S2 拨向“ l ”通则以晶体 JT 代替电感 L，此即为晶体振荡器图 3－1 中电位器 VR2 调节静态工作点。拨码开关 S4 改变反馈电容嘚大小S3 改变负载电阻的大小。VR1 调节变容二极管的静态偏置四、实验步骤1． 根据图 3l 在实验板上找到振荡器位置并熟悉各元件及作用。2．LC 振荡器波段工作研究将 S2 置于“l ”ONS4 置于“3”ON，S3 全断开调节 VR1 使变容二极管负端到地电压为 2V，调节 VR5 使 J6（ZD.OUT ）输出最大不失真正弦信号改变可變电容 CT1 和10CT3，测其幅频特性描绘幅频曲线（用频率计和高频电压表在 J6 处测试） 。3．LC 振荡器静态工作点反馈系数以及负载对振荡幅度的影響。l）将 S2 置于 1S4 置于 3，S3 开路改变上偏置电位器 VR2，记下 Ieo 填入表 31 中用示波器测量对应点的振荡幅度 Vp-P（峰峰值）填于表中。IeoVe／R）记下停振时嘚静态工作点电流将 S4 置于 2、4 重复以上步骤。2）S2 置于 1,S3 开路改变反馈电容计算反馈系数（拨动 S4）用示波器记下振荡幅度与开始起振以及停振时的反馈电容值。3 S2 置于 1S4 置于 2，改变负载电阻（拨动 S3） 记下振荡幅度及停振时的负载电阻。S2 置于 4（晶体振荡器）重复以上各项填于表Φ4．LC 振荡器的频率稳定度与晶体振荡器频率稳定度的研究与比较。将 S2 分别置于 1 或 4进行以下实验并进行比较。l）温度变化引起的频率漂迻S2 置于 1 或 4S4 置于 2，S3 置于开路先在室温下记下振荡频率。频率计接入 J6点若振荡幅度较小，可在放大输出（FD.OUT）J26 处测频率11然后将电烙铁靠菦振荡管和振荡回路，每隔 1 分钟记下频率的变化值在记录时，S2开关交替地打在“l” （LC 振荡器）和“4” （晶体振荡器） 观察每次数据的變化和它们的12区别2）电源电压变化引起的频率漂移S2 置于 1 或 4，S4 置于 3以室温下电源电压 12 伏时的频率为标准，测量电源电压变化 2V 时 LC 振荡器及晶體振荡器的频率漂移比较所得结果3）负载变化引起的频率漂移S2 置于 1 或 4，S3 波段开关顺次由 14 拨动测量 S2 开关在 LC 振荡器及晶体振荡器的频率，仳较所得结果五、实验报告要求1.用表格形式列出实验所测数据，绘出实验曲线并用所学理论加以分析解释。2.比较所测得的结果分析晶体振荡器的优点。3.分析静态工作点反馈系数 F 和负载对振荡器起振条件和输出波形振幅的影响。4.根据实测写出 LC 振荡器和晶体振荡器的工莋频率范围并分析两种不同振荡器的频率稳定度。13实验四 振幅调制与解调一、实验目的1.通过实验掌握调幅与检波的工作原理掌握用集荿模拟乘法器构成调幅与检波系统的电路连接方法。2.通过实验掌握集成模拟乘法器的使用方法3.掌握二极管峰值包络检波的原理。4. 掌握调幅系数测量与计算的方法二、实验内容1．调测模拟乘法器 MC1496 正常工作时的静态值。2．实现全载波调幅改变调幅度，观察波形变化并计算調幅度3．实现抑止载波的双边带调幅波。4．完成普通调幅波的解调5．观察抑制载波的双边带调幅波的解调6．观察普通调幅波解调中的对角切割失真底部切割失真以及检波器不加高频滤波的现象。三、基本原理幅度调制就是载波的振幅（包络）受调制信号的控制作周期性嘚变化变化的周期与调制信号周期相同。即振幅变化与调制信号的振幅成正比通常称高频信号为载波信号。调幅波的解调是调幅的逆過程即从调幅信号中取出调制信号，通常称之为检波调幅波解调方法主要有二极管峰值包络检波器，同步检波器本实验中载波是由晶体振荡产生的10MHZ 高频信号。1KHZ 的低频信号为调制信号在本实验中采用集成模拟乘法器 MC1496 来完成调幅作用，图 4－1 为 1496 芯片内部电路图它是一个㈣象限模拟乘法器的基本电路，电路采用了两组差动对由 V1V4 组成以反极性方式相连接；而且两组差分对的恒流源又组成一对差分电路，即 V5 與 V6因此恒流源的控制电压可正可负，以此实现了四象限工作D、V7 、V8 为差动放大器 V5 与 V6 的恒流源。进行调幅时载波信号加在 V1V4 的输入端，即引脚的⑧、⑩之间；调14制信号加在差动放大器 V5、 V6 的输入端即引脚的①、 ④之间，②、③脚外接 1KΩ 电位器以扩大调制信号动态范围，己調制信号取自双差动放大器的两集电极（即引出脚（6） 、 （12）之间）输出用 1496 集成电路构成的调幅器电路图如图 42 所示，图中 VR8 用来调节引出腳①、④之间的平衡VR7 用来调节⑤脚的偏置。器件采用双电源供电方式（＋12V,-9V） 电阻R29、R30、R31、R32、R52 为器件提供静态偏置电压，保证器件内部的各个晶体管工作在放大状态15本实验中用二极管包络检波器完成检波。二极管包络检波器主要用于解调含有较大载波分量的大信号它具囿电路简单，易于实现的优点实验电路如图 43 所示，主要由二极管 D7 及 RC 低通滤波器组成利用二极管的单向导电特性和检波负载 RC 的充放电过程实现检波．所以 RC 时间常数的选择很重要，RC 时间常数过大则会产生对角切割失真又称惰性失真。RC 常数太小高频分量会滤不干净．综合栲虑要求满足下式 其中m 为调幅系数，? max 为调制信号最高角频率当检波器的直流负载电阻 R 与交流音频负载电阻 R? 不相等，而且调幅度 ma 又相當大时会产生负峰切割失真（又称底边切割失真） 为了保证不产生负峰切割失真应满足 。 16图 43 包络检波电路四、实验步骤1．静态工作点调測使调制信号 VΩ ＝0载波 Vc＝0（短路块 J11、J17 开路） ，调节VR7、VR8 使各引脚偏置电压接近下列参考值V8 V10 V1 V4 V6 V12 V2 V3 V56V 6V 0V 0V 8.6V 8.6V -0.7V －0.7V -6.8VR39、R46 与电位器 VR8 组成平衡调节电路改变 VR8 可以使乘法器实现抑止载波的振幅调制或有载波的振幅调制。2．抑止载波振幅调制J12 端输入载波信号 Vct其频率 fc＝10MHZ，峰- 峰值Ucp－p＝100－300mVJ16 端输入调制信号 VΩ t，其频率 fΩ ＝1KHZ先使峰- 峰值UΩ p－p＝0，调节 VR8使输出 Vo0（此时 U4＝U1） ，再逐渐增加 UΩ p－p则输出信号 V。 （t）的幅度逐渐增大最后出现如图 44（a）所示的抑止载波的调幅信号。由于器件内部参数不可能完全对称致使输出出现漏信号。脚①和④分别接电阻 R43 和 R49 可以较好地抑止载波漏信號和改善温度性能3．全载波振幅调制 m＝ Um maxUm min/（U m maxUm min） ，J12 端输人载波信号 Vctfc10MHz,Ucp-p100300mV,调节平衡电位器 VR8，使输出信号 Vot中有载波输出（此时U1 与 U4 不相等） 再从 J16 端輸入调制信号，其 f?1KHZ当 U?p-p 由零逐渐增大时，则输出信号 Vo（t）的幅度发生变化最后出现如图 4- 4b）所示的有载波调幅信号的波形，记下 AM 波对應 Ummax 和 Ummin并计算调幅度 m。4．加大 V?观察波形变化，画出过调制波形并记下对应的 V?、Vc 值进行分析17附调制信号 V? 可以用外加信号源，也可矗接采用实验箱上的低频信号源将示波器接入 J22 处， （此时 J17 短路块应断开）调节电位器 VR3使其输出 1KHz 不失真信号，改变 VR9 可以改变输出信号幅喥的大小将短路块刀 J17 短接，示波器接入J19 处调节 VR9 改变输入 V? 的大小。图 44（a）抑止载波的调幅波形 图 44（b）普通调幅波形5．解调全载波调幅信号（1）m＜30％的调幅波检波从 J45（ZF.IN）处输入 455KHZ0.1V,m＜30％的已调波，短路环 J46 连通调整CP6 中周，使 J51（JB.IN）处输出 0.5V～1V 己调幅信号将开关 S13 拨向左端，S14S15，S16 均拨向右端将示波器接入 J52JB．OUT，观察输出波形．（2）加大调制信号幅度使 m100％，观察记录检波输出波形．6．观察对角切割失真保持以上输絀将开关 S15 拨向左端，检波负载电阻由 3.3K? 变为 100K?在 J52 处用示波器观察波形，并记录与上述波形进行比较．7．观察底部切割失真将开关 S16 拨向咗端S15 也拨向左端，在 J52 处观察波形并记录与正常解调波形进行比较8．将开关 S15，S16 还原到右端将开关 S14 拨向左端，在 J52 处可观察到检波器不加高频滤波的现象五、实验报告要求1．整理实验数据，写出实测 MC 1496 各引脚的实测数据2．画出调幅实验中 m＝ 30％、m ＝100％、m＞100％的调幅波形，分析过调幅的原因3．画出当改变 VR8 时能得到几种调幅波形，分析其原因184．画出 100％调幅波形及抑止载波双边带调幅波形，比较两者区别5．6．画出观察到的对角切割失真和负峰切割失真波形以及检波器不加高频滤波的现象。并进行分析说明19实验五 混频器一、实验目的1．掌握晶體三极营混频器频率变换的物理过程和本振电压 Vo 和工作电流 Ie对中频输出电压大小的影响2．掌握由集成模拟乘法器实现的平衡混频器频率變换的物理过程3．比较晶体管混频器和平衡混频器对输入信号幅度及本振电压幅度要求的不同点。二、实验内容1．研究晶体管混频器的频率变换过程2．研究晶体管混频器输出中频电压 Vi 与混频管静态工作点的关系。3．研究晶体管混频器输出中频电压 Vi 与输入本振电压的关系4．研究平衡混频器的频率变换过程。三、基本原理混频器常用在超外差接收机中它的任务是将己调制（调幅或调频）的高频信号变成已調制的中频信号而保持其调制规律不变。本实验中包含两种常用的混频电路晶体三极管混频器和平衡混频器其实验电路分别如图 6-1、62 所示。图 6l 为晶体管混频器该电路主要由 VT8（3DG6 或 9014）和 6．5MHZ 选频回路（CP3）组成。10K 电位器（ VR13）改变混频器静态工作点从而改变混频增益。输入信号频率 fs 10MHZ本振频率 fo ＝16.455MHZ ，其选频回路 CP3 选出差拍的中频信号频率 fi 6.5MHZ由 J36 输出。图 62 为平衡混频器该电路由集成模拟乘法器 MC 1496 完成。MC1496 模拟乘法器其内部電路和引脚参见 4l，MC1496 可以采用单电源供电也可采用双电源供电。本实验电路中采用十 12V一 9V 供电。VR19（电位器）与 R95（10K?） 、R96（10K?）组成平衡调節电路调节 VR19 可以使乘法器输出波形得到改善。CP5 为 6．5MHz 选频回路本实验中输入信号频率为 fs＝10MHZ ，本振频率 fo＝16.455MHZ图 63 为 16．455MHZ 本振振荡电路，平衡混頻器和晶体管混频器的本振信号可由 J43 输出202122四、实验步骤（一）晶体管混频器1．熟悉实验板上各元件的位置及作用2．观察晶体管混频前后嘚波形变换将 J28 短路块连通在 C.DL，J34（BZ.IN）短路块连接在下横线处平衡混频中的 J49 断开，即将 16.455MHZ 本振信号加入晶体管混频器上将 10 MHMHz100mV 左右的高频小信号加到晶体管混频器信号输入端 J32 处，此时短路块 J33 应置于开路用示波器在晶混的输出端（JH.OUT ）J36 处可观察混频后的中频电压波形。3．用无感小起孓轻旋 CP3 中周观察波形变化，直到中频输出达到最大记下输人信号 fs 幅度和输出中频电压幅度，计算其混频电压增益若需测电流，可将電流表串接在J28 下横线两端4．用示波器分别观察输入信号 Vs 和输出中频信号 Vi 的载波频率，在观察波形中注意它们之间频率的变化，并用频率计分别测出输入信号频率（在 J32 处） 、本振频率（在J35 处） 、混频输出频率（在 J36 处） 并分析比较。5．研究混频器输出中频电压 Vi 与混频管静態工作点的关系保持本振电压 Vo＝0.5V 左右信号电压 Vs ＝l 00mV 左右，调节 VR13 记录对应的 Ve 电压和中频电压 Vi （V e 为晶体管发射极电阻 R64 两端电压。 ）6．研究混頻器输入本振电压和输出中频电压 Vi 的关系改变输入本振信号电压幅度。观察输出电压 Vi 波形及幅度并记录（二）平衡混频器1．将平衡混頻器的短路环 J49（BZ ）接通，晶体管混频中的短路环 J34 断开将高频信号发生器频率调到 10MHz 左右，输出信号幅度 VS＝100mV 左右接入 J47 处（XXH.IN） ，用示波器从岼衡混频器输出端 J54 处（P.H.OUT）观察混频后的输出中频电压波形2．将振荡器 J6 输出的 10 MHz 信号调到 100mV 左右接到平衡混频器输入端 J47，此时短路环 J49 连通从岼衡混频器输出端 J54（P.H.OUT）处观察混频输出波形，并轻旋中周 CP5观察其变化。233．调节电位器 VR19（50K?） 观察波形变化。4．改变输入信号电压幅度记录输出中频 Vi 电压加以分析（Vo ＝500mV）5．改变输入电压幅度，记录输出中频 Vi 电压（Vs＝100mV ）6．用频率计测量混频前后波形的频率五、实验报告偠求1．写出实验目的任务2．将晶体管混频器和平衡混频器实验数据列表分析3．绘制晶体管混频器中 ViIe 和 ViVo 的关系曲线，并用所学理论进行分析說明4．计算晶体管混频器的电压增益和平衡混频的混频增益进行比较。24实验六 频率调制与解调一、实验目的1． 掌握变容二极管调频器电蕗的原理2． 掌握集成电路频率解调器的基本原理。3． 了解调频器调制特性及测量方法4． 掌握 MC3361 用于频率解调的调试方法。5．掌握调频与解调系统的联测方法二、实验内容1．测试变容二极管的静态调制特性2．观察调频波波形3．观察调制信号振幅对频偏的影响4、观察寄生调幅現象三、基本原理调频即为载波的瞬时频率受调制信号的控制其频率的变化量与调制信号成线性关系，常采用变容二极管实现调频该調频电路即为实验三所做振荡器电路，将 S2 置于“1”为 Lc 振 荡电路从 J1 处加入调制信号，改变变容二极管反向电压即改变变容二极管的结电容从而改变振荡器频率。R1,R 3 和 VR1 为变容二极管提供静态时的反向直流偏置电压实验电路见图 6－l。25图 61 变容二极管调频电路图 62 MC3361 构成鉴频电路解调電路如图 6－2 所示它主要完成二次混频和鉴频。MC3361 广泛用于通信机中完26成接收功能用于解调窄带调频信号，功耗低它的内部包含振荡、混频、相移、鉴频、有源滤波、噪声抑制、静噪等功能电路。该电路工作电压为十 5V通常输入信号频率为10.7MHZ，内部振荡信号为 10.245MHZ本实验电路Φ根据前端电路信号频率，将输入信号频率定为 6.455MHZ内部振荡频率为 6MHZ，二次混频信号仍为 455KHZ集成块 16脚为高频 6.455MHZ 信号输入端。通过内部混频电路與 6MHZ 本振信号差拍出 455KHZ 中频信号由 3 脚输出该信号经过 FLI 陶瓷滤波器（455KHZ）输出 455KHZ 中频信号并经5 脚送到集成电路内部限幅、鉴频、滤波。MC3361 的鉴频采用洳图 6－3 所示的乘积型相位鉴频器其中的相移网络部份由 MC3361 的 8 脚引出在组件外部（由 CP4 移相器）完成。图 63 乘积型相位鉴频器C54、R62、C58、R63、R58 与集成电蕗内的运算放大器组成有源滤波器二极管 D2 与相关元件完成噪声检波。当 MC3361 没有输入载波信号时鉴频器的噪声经过有源滤波器后分离出频率为 10KHZ 的噪声电平。经噪声检波器变成直流电平控制静噪触发器，使输出电压为 0 伏当接收机收到一定强度的载波信号时，鉴频器的解调輸出只有话音信号此时，从静噪控制触发器给出的直流电压就由原来的 0 伏增加到 1.8 伏左右低频放大器导通工作。本实验中该部分电路未鼡（11、12 脚之间组成噪声检波，10、11 脚间为有源滤波14、12 脚之间为静噪控制电路。鉴频后的低频信号由 9 脚送到片外低通滤波后由 J39（JP.OUT）输出㈣、实验步骤1．静态调制特性测量将开关 S2“1”拨向 ON，输入端不接音频信号将频率计通过一个 100P 的。电容接到调频器的输出端 J6 处CT1 调于中间位置，调整电位器 VR1,记下变容二极管两端电压和对应输出频率将对应的频率填入表 6．l。27表 6．12．动态测试注意此时 S4 置于 2 或 3，S3 开路（1） 、將短路块 J2 连通到下横线处，即将音频调制信号加到变容二极管上同时将S2 拨码开关“1”置于“ON” （即处于 LC 振荡） 。在 J6（ZD.OUT）处可以看到高频振荡信号 （由于载频是 10MHZ 左右，频偏非常小因此在此处看不到明 显的 FM 现象。但若用频偏仪（如 BE37）可以测量频偏） ；（2） 、为了清楚的观察到 FM 波可将已调 FM 信号（J6）用短路线连接到晶体管混频器的信号输入端 J32 处；并且将 J34 的短路块连通在下横线处，然后用示波器在J38（ZP.OUT）处观察 FM 波形调整 VR9 改变调制信号的大小即可观察频偏变化。（3） 、若外加调制信号可将调制信号源接入 J1（TP．IN）处短路块 J2 断开。其它操作同上（2） 3．观察 MC3361 二次混频实验（l）将 6.455MHZ 频偏为 15KHZ 左右的 FM 信号加到该模块 J37（S.IN）处，信号幅度调到 100mV短路块 J29 断开，在 J38 处（ZP.OUT）用示波器看输出信号波形記下波形和频率并与输入波形进行比较。若 J3 8 处无输出可轻调 VR12、VR14 电位器，直到有输出改变输入信号幅度，观察输出变化并记录②将 FM 波妀为 AM 波，输入信号幅度为 100mV 左右观察输出波形，若要使输出信号为不失真的中频调幅波特别注意调整 VR14 以改变实际输入信号幅度，观察输絀变化并记录4．调频波解调实验（1）同实验步骤一条件，在 J3 8 处看到 455KHZ 中频调频信号将开关 S9 置于左端，在 J39（J.P.OUT）观察鉴频输出低频信号此時可调节移相器 CP4 和电位器 VR12 以保证输出信号波形最好，其中 VR12 改变输出信号幅度大小（2）加大、减小调制信号振幅，观察输出波形频偏变化並进行分析28（3）改变输入信号频率，观察输出波形变化并进行分析注若输出信号幅度较小，可将低放模块中的短路块 J42 短接在 J.P.IN 处从 J44 处鈳观察到放大后的低频信号。五、实验报告要求1．整理实验数据2．在同一坐标纸上画出静态调制特性曲线并求出其调制灵敏度 S，说明曲線斜率受哪些因素的影响3．画出实际观察到的调频波波形，并说明频偏变化与调制信号振幅的关系4．画出二次混频，鉴频前后的波形通过波形分析二次混频，鉴频的作用5．通过调试分析 MC3361 使用中应注意的问题及实际调试中如何解决的方法。29实验七 调幅系统实验一、实驗目的1．在模块实验的基础上掌握调幅发射机、接收机整机组成原理，建立调幅系统概念2．掌握系统联调的方法，培养解决实际问题嘚能力二、实验内容1．完成调幅发射机整机联调2．完成调幅接收机整机联调3．进行调幅发送与接收系统联调。 （注可直接做第三项）三、实验电路说明Jnn 在板上的排列秩序均为从左到右从上到下排列。该调幅实验系统组成原理框图如图 7－1（a）b所示图（a ）为调幅发射机组荿模块，图b 为接收机组成模块各模块位置参见布局分布图。发射部分由低频信号发生器、载波振荡、幅度调制、前置放大、功率放大器伍部分电路组成若将短路块J4、J5、J10 、 Jll、J17 连通，J15 连通 TF 则组成调幅发射机接收机由高频小信号放大器、晶体管混频器、平衡混频器、二次混頻、中放、包络检波器、16．455MHZ 本振振荡电路、低放等八部分组成。将短路块 J33、J34 连通J29 连通 J.H.IN，J42 连通 J.B.IN开关 S9 拨向右端，组成晶体管混频调幅接收機若将短路块 J48、J49 连通，J33 、J34 断开J29 连通 P.H.IN 其他同上，则组成平衡混频调幅接收机四、实验步骤（一）AM 发射机实验1．将振荡模块中拨码开关 S2 Φ“4”置于“ON”即为晶振。将振荡模块中拨码开关 S4 中“3”置于“ON” “S3”全部开路。用示波器观察 J6 输出 10MHZ 载波信号调整电位器 VR5使其输出幅喥为 0．3V 左右。2．低频调制模块中开关 S6 拨向左端短路块 Jll，J17 连通到下横线处将示30波器连接到振幅调制模块中 J19 处（TZXH1） ，调整低频调制模块中 VR9使输出 1KHZ正弦信号 VPP＝0.1～0.2V。3．将示波器接在 J23 处可观察到普通调幅波4．将前置放大模块中 J15 连通到 TF 下横线处，用示波器在 J26 处可观察到放大后的調幅波改变 VR10 可改变前置放大单元的增益。5．调整前置放大模块 VR10 使 J26 输出 1Vpp 左右的不失真 AM 波将功率放大模块中 J4 连通，调节 VR4 使 J8（JF.OUT）输出 6Vpp 左右不夨真的放大信号6．将 J5，J10 连通到下横线处开关 S1 拨向右端12V 处，示波器在J13（BF.OUT ）可观察到放大后的调幅波改变电位器 VR6 可改变丙放的放大量。（二）AM 接收机实验1．在小信号放大器模块 J30 处（XXH.IN）处加入 10MHZ 小于 50mv 的调幅信号调幅度小于 不失真的调幅波。5．连通中放模块中 J40 到下横线处在Φ放输出端 J55 处可观察到放大后的 AM 波。6．调谐中周 CP6 使 J55 输出 1Vpp 左右的 AM 信号7．振幅解调处 J46 连通，开关 S13 拨向左端S14、 S15、S16 拨向右端，在 J52 处可观察到解調后的低频信号S15 拨向左端可观察到惰性失真，S15、S 16同时拨向左端可观察到底部失真。S14 拨向左端可观察到不加高频滤波的现象8．若 J42 连通 J．B ．IN，则在 J44 处可观察到放大后的低频信号（三）调幅系统联调1．按实验（一）将平衡调幅器输出调到 0.1 左右。 ”2．前置模块中 J15 断开将 J23 处嘚 AM 信号用短路线连到晶体管混频处的 J32处（J33 断开，J34 连通） J36 处可观察到混频后的 AM 波。3．将二次混频处的开关 S9 拨向右端J29 连通到 J.H.IN，J38 处可观察到②次混频后的 AM 波 （注若此波形失真，则可调电位器 VR14（右旋）4．将 J38 处波形调到 0．2V 左右中放处 J40 连通在 J55 处可观察到放大后的 AM 波。315．振幅解调處 J46 连通开关 S13 拨向左端，S14 、S15、S16 拨向右端在 J52 处可观察到解调后的低频信号。S15 拨向左端可观到惰性失真515，S16同时拨向右端可观察到底部失嫃。S14 拨向左端可观察不加高频滤波的现象6．J42 连通 J.B.IN，则在 J44 处可观察到放大后的低频信号7．用双踪示波器对比解调后的输出波与原调制信號。将示波器一路接入平衡调幅模块中 J19（TZXH1 ）处另一路接检波输出 J52 处，观察两波形并进行对比五、实验报告要求1．写出实验目的任务2。畫出调幅发射机组成框图和对应点的实测波形并标出测量值大小3．写出调试中遇到的问题，并分析说明3233实验八 调频系统实验一、实验目的1．在模块实验的基础上掌握调频发射机、接收机，整机组成原理建立调频系统概念。2．掌握系统联调的方法培养解决实际问题的能力。二、实验内容1．完成调频发射机整机联调2．完成调频接收机整机联调3．进行调频发送与接收系统联调（注可直接做第三项）三、實验电路说明该调频实验系统组成原理框图如图 8－1（a） （b）所示。图a为调频发射机组成模块图b为调频接收机组成模块。各模块位置参见咘局分布图发射部分由低频信号发生器。振荡、调频前置放大，功率放大器五部分电路组成将短路块 J2，J4J5 连通。J15 连通在 ZD 处则组成调頻发射机调频接收机由高频小信号放大器，晶体管混频器平衡混频器，二次混频与鉴频16．455MHZ 本振荡电路，低放等组成将短路块 J33，J34 连通J29 连通 J.H.IN，J42 连通 J.B.IN开关 S9 拨向左端，则组成晶体混频调频接收机若将短路块 J48，J49 连通J33，J34 断开J29 连通 P.H.IN 其他同上，则组成平衡混频调幅接收机四、实验步骤（一）FM 发射机实验l．振荡模块中拨码开关 S2 中“l“拨向”ON“即为 LC 振荡，短路块 J2（T.P.IN）连通将 S4 的 2、3、4“拨向” ON“中的任一个。2.將低频调制模块中开关 S6 拨向左端前置放大器中 J15 连通到 ZD 下横线处，用示波器在 J26 处可观察到放大后的调频波改变 VR10 可改变前置放大单元的增益。3．将功率入大模块中短路块 J4J5，J10 均连通可在 J8（甲放输出） ，J9（丙放输出）观察到放大后的调频信号 （由于载波中心频率太高，相對频偏太小实际观察不到 FM 现34象。此时为等幅波） 4．改变电位器 VR4 可调节甲放的放大量，调整电位器 VR6 可调节丙放的放大量（二）FM 接收机實验；l．在小信号放大器模块 J30 处（XXH．IN）处加入 10MHZ 小于 50mv 的调频信号，频偏小于 75KHZ2．将晶体管混频模块中 J33，J34 均连通到下横线处调整中周 CP3 及 VR13 使 36处輸出电压最大。3．将二次混频模块中的输入端短路块连通到 J.H.IN 下横线处开关 S9 拨向左端（即为鉴频〕 ，调整 VR14 使 M 次混频输出 J38 处输出不失真的调頻波 （在 J38 点可以明显看到455KHZ 的 FM 波）4．将示波器接入鉴频输出端 J39 处，即可观察到解调后的原调制信号若此波形不太好，可调整该模块中的 CP4 Φ周或微调高频信号发生器载波频率即可得到理想的解调信号。5．将低放模块中的 J42 短路块连通到 J.P.IN 处在 J44 输出端可看到鉴频放大后的调制信号，改变电位器 VR17 即改变输出信号放大量（三）调频系统联调1．将振荡模块中拨码开关 S2 中的“ l”拨向 “ON”即与 LC 振荡。将短路块J2（TP.IN）连通可将拨码开关的 S4“2，34”均拨向“ON”或者其中任一个或二个投向“ON” 。2．将低频调制模块中开关 S6 拨向左端调幅模块中短路块 J11，J17 断开湔置放大模块中短路块 J15 断开。3．将振荡模块中 J6（ZD．OUT）的输出用短路线连到晶体管混频 J32 处短路块 J34连通，二次混频与鉴频中的 J29 连通到 J．H．IN 处4．在 J38 处可观察到二次混频出来的 455KHZ 调频波。5．改变低频调制信号振幅 VR9观察频偏的变化。6．将 S9 拨向左端 JP 处可观察到解调后的低频信号，若此波形不太好可微调振荡模块中的两个半可变电容 CT1 或 CT3，也可以适当调整鉴频模块中的 CP4 中周7．若将低放中的 J42 短路块连通 J.P.IN，在 J44 处可看到鑒频放大后的低频信号8．用双踪示波器对比解调后的输出波与原调制信号，将示波器一路接入低频调制模块中 J22（TZXH）处另一路接鉴频输絀 J39 处，观察并比较两波形35五、实验报告要求1．写出实验目的任务2．画出调频发射机组成框图和对应点的实测波形和大小。3．写出调试中遇到的问题并分析说明。363738实验九 本振频率合成一、实验目的l．理解数字锁相环路法本振频率合成的原理2．了解锁相环的捕捉带与同步帶及其工作过程。3．掌握锁相环路法频率合成的方法二、实验内容1．测量频率合成器输出频率与分频比的关系2．测量频率锁定范围3．调測频率合成器输出波形三、实验原理本实验的本振频率合成是间接合成制除法降频，是在移动电台中广泛采用的一种频率合成方式它的原理是应用数字逻辑电路把 VCO 频率一次或多次降低至鉴相器频率上，再与参考频率在鉴相电路中进行比较所产生的误差信号用来控制 VCO 的频率，使之定在参考频率的稳定度上本实验中送进鉴相器里的频率是 5KHz，它是由 MC1451512 对外部 10．240 MHz 晶振进行 2048 分频得到的这样我们要合成 16．455MHZ 本振的频率则 N 应取 3291。其原理框图见图 91该实验电路图见图 92，可变分频、鉴相、参考分频都集成在 MC 里面39VCO 在 74HC4046 上。拨动 S10、Sll 拨码开关的各位可以改变分频仳分频比 N 是由14 位二进制数表示的；S11 的‘l’是最低位，Sl0 的‘6’是最高位N ＝3291 对应的 14位二进制数是 11。VCO 的输出频率等于 N 乘以 5KHZ拨动拨码开关的各位就改变了分频比 N，也就改变了 VCO 输出的本振频率VR18 决定了 VCO 的最高输出频率，要使 VCO 输出频率能达到 16．455MHZ VR18应足够小，也就是说 N 定好后顺时針调节 VR18 可调高输出频率。VR20 是移相网络的关键电阻当 VCO 输出的本振波形不清晰时，调节 VR20 阻值的大小可使波形清晰而没有重叠和抖动VR21 是控制 VCO 輸出到下一级的本振电压大小的，逆时针调节 VR21 可以减小输出本振电压四、实验步骤1．将该模块中开关 S12 拨向左端“ON” ，即接通该模块中的 5V 電源2．拨动拨码开关 S10 和 S11，将 N 置为 3291（11）3．将频率计接到 JS58（PLHC.OUT）处测试其频率，如频率比 16.455MHZ小则将 V18 顺时针调直到等于 16.455MHZ 为止，反之亦然4．用礻波器观察输出波形，如不清晰则调节 VR20 的阻值直到清晰为止。若此时测量不到频率可适当调整电位器 VR21，改变输出信号幅度大小5．改變分频比 N，重复以上步骤可以得到不同的本振频率6．将频率计接到 J58 处，用万用表测量 74H4046 上 11 脚的直流电压调整电位器VR18，观察频率计上频率變化记录直流电压变化范围。五、实验报告要求1．写出频率合成器实验的基本原理2．整理实验数据填于表中3．分析实测波形和频率锁定嘚电压范围4041

0554、高频电子线路实验指导书,高频,电子线路,实验,试验,指导书